检索结果-南通市图书馆

1株非酿酒酵母2-苯乙醇合成规律及相关特性的初步研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

食品与发酵工业 2023年第23期49卷 76-83页

作者：王琮杰钱云开阎贺静崔宗岩石文琪罗莉莎肖艳霞单超葛超河北科技师范学院食品科技学院河北秦皇岛066004 秦皇岛海关技术中心河北秦皇岛066004

2-苯乙醇是酿酒酵母的一种重要群体感应信号分子,作为一种芳香醇类物质,其对葡萄酒香气有重要贡献,其合成情况及调控机制在酿酒酵母中研究很多,在非酿酒酵母中研究较少。这不利于了解混菌发酵体系中由2-苯乙醇引发的非酿酒酵母和酿酒酵... 详细信息

2-苯乙醇是酿酒酵母的一种重要群体感应信号分子,作为一种芳香醇类物质,其对葡萄酒香气有重要贡献,其合成情况及调控机制在酿酒酵母中研究很多,在非酿酒酵母中研究较少。这不利于了解混菌发酵体系中由2-苯乙醇引发的非酿酒酵母和酿酒酵母间生理和代谢交互作用及对葡萄酒风味的影响。该研究利用限制氮源培养基筛选到1株具有二型态转换的非酿酒酵母Mp-57。采用气相色谱法鉴定和检测Mp-57菌株培养液中的2-苯乙醇,进一步测定并分析2-苯乙醇合成规律。首先,Mp-57菌株2-苯乙醇合成具有细胞密度依赖性,只有在细胞密度达到107CFU/mL时,培养液中才可检测到2-苯乙醇,其细胞密度阈值与酿酒酵母相同。其次,2-苯乙醇合成速率变化曲线呈钟形,即开始时合成速率随培养时间延长不断增加,对数末期达到最大值,然后迅速降低。这种合成速率变化规律导致上清液中2-苯乙醇含量从开始不断增加,到静止期末期达到高峰并维持在高含量水平。与过去研究不同的是,非酿酒酵母Mp-57的2-苯乙醇合成能力更强,显著高于酿酒酵母Ds。最后考察2-苯乙醇对Mp-57及Ds发酵相关性状的影响时,发现2-苯乙醇类似信号分子,以剂量依赖方式影响Mp-57及Ds的生长,即浓度为50μmol/L时促进菌体生长,浓度为500μmol/L时抑制菌体生长。且50μmol/L的2-苯乙醇能提高Mp-57及Ds对乙醇的耐受能力,并对Mp-57生物被膜形成也具有显著促进作用。以上研究结果可为混菌发酵体系内非酿酒酵母和酿酒酵母之间互作机制研究提供理论依据和实验菌株。

关键词：限氮非酿酒酵母 2-苯乙醇群体感应生物被膜乙醇耐受性二型态转换

通过限制培养基中氮元素含量促进香菇分泌木质素过氧化物酶

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

食用菌学报 2022年第6期29卷 25-34页

作者：戈永杰尚晓冬谭琦上海海洋大学食品学院上海201200 上海市农业科学院食用菌研究所农业农村部南方食用菌资源利用重点实验室国家食用菌工程技术研究中心上海市农业遗传育种重点实验室上海201403

为考察香菇(Lentinula edodes)是否分泌木质素过氧化物酶(lignin peroxidase,LiP),采用4种(酵母麦芽浸膏、完全、基础、PDA)培养基培养香菇菌株,以赤芝(Ganoderma lucidum)为对照,通过固体显色法检测各菌株对显色底物(亮蓝、天青B)的脱... 详细信息

为考察香菇(Lentinula edodes)是否分泌木质素过氧化物酶(lignin peroxidase,LiP),采用4种(酵母麦芽浸膏、完全、基础、PDA)培养基培养香菇菌株,以赤芝(Ganoderma lucidum)为对照,通过固体显色法检测各菌株对显色底物(亮蓝、天青B)的脱色情况;以刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)和赤芝为对照,测定各菌株液体培养后制备的粗酶液中木质纤维素降解酶的活性。以氮元素含量为0.05%胰蛋白胨(限氮培养基)培养香菇菌株,以刺芹侧耳为对照,通过固体显色法检测限氮培养基中各菌株对显色底物(亮蓝、天青B、活性黑5)的脱色情况;并以酒石酸缓冲液(pH 3.5)、天青B(底物)、藜芦醇(电子供体)、H_(2)O_(2)(活化剂)配制脱色反应体系,测定香菇菌株液体培养后制备的粗酶液中LiP的活性。结果表明:在4种培养基中培养的香菇菌株未能使亮蓝与天青B脱色,赤芝使两者均脱色;且在香菇粗酶液中未检出LiP活性。采用限氮培养基培养的香菇菌株使亮蓝与天青B脱色;采用PDA与限氮培养基培养的香菇菌株均未使活性黑5脱色,刺芹侧耳使其脱色。在实验范围内,香菇菌株于限氮培养基上培养12 d后,随着培养时间增加,所有菌株LiP活性均上升;12 d时不同菌株LiP活性无差异;22 d时菌株1504 LiP活性(39.74 U·L^(-1))较强,对天青B的脱色率在反应12 h时最高可达66.21%;菌株215、a 2 sm 99、gsm 207 LiP活性次之,分别为29.86、29.24、27.34 U·L^(-1);菌株bsm 83活性较弱为13.28 U·L^(-1)。研究结果表明通过限制培养基中氮元素的含量可以促进香菇分泌木质素过氧化物酶。

关键词：香菇木质素过氧化物酶限氮酶活

基于补料/磁场手段强化活性污泥合成PHAs的机理研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于补料/磁场手段强化活性污泥合成PHAs的机理研究

作者：肖妍宇广州大学

学位级别：硕士

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydrocylkantes,PHAs)作为可生物降解塑料,是一种完全在微生物体内进行合成的天然聚酯,其所具备的良好生物相容特性使得PHAs成为在减少石油基塑料使用的过程中具有发展潜力的生物塑料。PHAs在不平衡营养条件下作为... 详细信息

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydrocylkantes,PHAs)作为可生物降解塑料,是一种完全在微生物体内进行合成的天然聚酯,其所具备的良好生物相容特性使得PHAs成为在减少石油基塑料使用的过程中具有发展潜力的生物塑料。PHAs在不平衡营养条件下作为储能物质被微生物大量合成于细胞内,这种合成条件可为利用活性污泥进行PHAs积累提供条件。为提高PHAs的合成量,研究中有许多不同的强化手段与条件应用于PHAs合成工艺上,但由于还缺少微观上对PHAs优势菌富集机制的明晰,PHAs合成能力与具体菌种的关联也不够清晰,从而制约着PHAs合成工艺的规模化应用。为进一步明晰微生物群落对PHAs合成的影响,本实验接种污水厂AAO工艺好氧前段污泥,以厌氧-限氧为供氧模式,分别在一次补料(限氧段补充一次碳源)条件的反应器R2和外加磁场(磁场强度约20m T)环境的反应器R3中进行PHAs优势菌的富集。在碳氮比为150的非正常营养条件下进行批次实验,旨在探索富集后PHAs优势菌的最大PHAs合成能力。最后结合实际发酵液进行PHAs合成,探究PHAs优势菌对发酵液的利用能力,为利用廉价碳源作为PHAs合成原料提供微生物基础。结果表明,在两种强化PHAs合成工艺的手段下,混合菌群均具有良好底物降解能力以及PHAs合成能力。正常营养比例下,一次补料(R2)和外加磁场(R3)条件中的最大PHAs积累量分别为30.87%DCW(Dried Cell Weight)和29.84%DCW;在碳氮比为150的不平衡营养条件下,PHAs最大积累量分别达到63.05%DCW和57.38%DCW。但随着碳源负荷的增加,一次补料组(R2)中混合菌群出现污泥膨胀且沉降性变差,SVI达到80以上;而外加磁场组(R3)中混合菌群更为稳定,SVI维持在30左右。在高碳源负荷下,两个富集体系中除磷能力均下降,最大释磷量分别仅14.45mg/L和10.99mg/L,说明聚磷菌经环境筛选后失去竞争优势。实验还发现一次补料组的混合菌群表现出了一种新的吸磷现象——在厌氧阶段,释磷量达到最高后立即进行厌氧吸磷。实验表明以发酵液为底物会限制PHAs的合成量。以花生粕发酵液为底物合成PHAs的积累量分别为17.13%DCW(一次补料)和14.12%DCW(外加磁场)。以底物浓度为1000mg COD/L的发酵液进行PHAs合成的效果与进水COD为600mg COD/L乙酸钠时相似,底物向PHAs的转化率分别达到0.44 mg COD/mg COD和0.46 mg COD/mg COD。但由于发酵液中部分多糖作为碳源被摄取,会使得PHV的占比相比仅以乙酸盐为底物时有所提升。经过强化环境的筛选,经富集后的混合菌群多样性均有所下降,群落结构的简单化意味着优势菌的功能向PHAs合成的单一化发展。Thauera(30.22%,好氧PHAs合成菌)和Thiothrix(21.30%,具有PHAs合成能力的反硝化菌)为一次补料条件富集到的优势菌属;Candidatus＿Competibacter(29.19%,具有PHAs合成能力的反硝化聚糖菌)和Ignavibacterium(10.75%,一种反硝化菌)为外加磁场条件富集到的优势菌属。基于限氧段溶解氧的上升缓慢,高碳源负荷下富集到大量具有反硝化功能的菌群,使得两个活性污泥体系由除磷系统转变为反硝化系统。在竞争关系中,中低碳源负荷下PAOs占优势地位,高碳源负荷下一次补料环境中优势菌转为好氧菌,外加磁场环境中优势菌转为GAOs。

关键词：聚羟基脂肪酸酯(PHAs) 活性污泥限氮挥发性脂肪酸(VFAs) 群落演替

磁场提升限氮-活性污泥合成PHAs的效能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

磁场提升限氮-活性污泥合成PHAs的效能研究

作者：章刻权广州大学

学位级别：硕士

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydrocylkantes,PHAs)是由多种原核微生物在营养不均衡的条件下合成的线性天然聚酯,且作为微生物细胞内的碳源和储能物质。由于其独特的生物相容性、可完全生物降解性,被认为是目前最具发展潜力和应用前景的生物塑... 详细信息

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydrocylkantes,PHAs)是由多种原核微生物在营养不均衡的条件下合成的线性天然聚酯,且作为微生物细胞内的碳源和储能物质。由于其独特的生物相容性、可完全生物降解性,被认为是目前最具发展潜力和应用前景的生物塑料。目前,工业化生产PHAs的方法多采用纯菌发酵,高昂的底物成本和严苛的无菌条件限制了其商业化应用。近年来,利用活性污泥混合微生物以不同类型的碳源为底物合成PHAs的工艺成为了目前生物合成的热点。为了进一步提高PHAs的产率,提出了限氮限磷等多种对活性污泥合成PHAs工艺的优化策略。本研究将基于此引入磁场,旨在利用磁生物效应进一步强化限氮-活性污泥合成PHAs的效能,达到降低其生产成本的目的。本研究以活性恢复实验启动活性污泥PHAs合成系统,并基于此探讨了不同的初始污泥浓度对活性污泥PHAs合成系统的影响。结果表明,经过12天的活性恢复实验,污泥的活性以及沉降性能均得到显著改善,此时活性污泥系统内的SV和SVI值分别达到了35和77,PHAs的合成量也达到了细胞干重的20.49%。适宜的初始污泥浓度较好地维持了活性污泥PHAs合成系统的稳态运行,进而增强了活性污泥PHAs的合成潜力。2#SBR(初始污泥浓度为4200mg/L)的PHAs最大合成量达到细胞干重的36.9%,活性物质产率q为0.23 Cmmol/L,底物摄取率qs为0.65 Cmmol/L,均高于1#SBR(初始污泥浓度为2800mg/L)与3#SBR(初始污泥浓度为5500mg/L)。过高或者过低的污泥浓度都不利于活性污泥PHAs合成系统的稳态维持。1#SBR(初始污泥浓度为2800mg/L)与3#SBR(初始污泥浓度为5500mg/L)在系统运行的不同时期均发生了污泥膨胀,不仅严重破坏了活性污泥PHAs合成系统的稳定性能,也极大程度上削减了微生物的PHAs合成效能。本研究探讨了不同强度的磁场下活性污泥PHAs的合成情况以及磁场对限氮-活性污泥合成PHAs的效能影响。结果表明,8-24m T的磁场作用显著提升了活性污泥PHAs的合成能力。当磁场强度为16m T时,活性污泥PHAs的合成量最高达到细胞干重的46.87%,较对照组(35.2%)提升了近11.67%。活性污泥合成PHAs的效能并非随着磁场强度的增强呈现出简单的线性增长关系,过高的磁场强度会对活性污泥合成PHAs的效能带来负面影响,32m T与64m T的磁场强度下活性污泥合成PHAs的效能急剧降低。磁场显著提升了限氮-活性污泥合成PHAs的效能。当碳氮比为150,磁场强度为16m T时,活性污泥PHAs的合成量在微氧0.5h时达到了峰值,此时的含量占细胞干重的57.65%,相对于无磁场条件(0m T时PHAs的最大含量为50.20%)提高了近7.5%,且微氧末端时PHAs的合成量达到了细胞干重的48.5%。磁场作用促进了微氧段微生物的PHAs合成效能,实现了活性污泥PHAs合成量的有效提升。磁场显著提升了限氮-活性污泥合成PHAs系统中底物的降解速率。16m T的磁场作用下,反应末端时体系内COD的去除率达到了峰值91.33%。磁场还改变了限氮-活性污泥合成PHAs系统中微生物对碳源的代谢分布。16m T的磁场作用下,底物利用率q提升效果最为显著,从0.54Cmmol/L增加至峰值0.73Cmmol/L,增幅达到了0.35。磁场作用还促进了活性物质的产率,q在16m T的磁场强度下达到了峰值0.1 Cmmol/L。聚合物PHAs的产率Y也达到了峰值0.79 Cmmol/L,此时HV单体的合成速率Y提升效果也较为显著,Y从无磁场(0m T)时的0.2 Cmmol/L提升至0.38 Cmmol/L,产率增幅达到0.9。当磁场强度达到24m T时,三种聚合物的产率均呈现出下降的趋势,再一次表明过高的磁场对活性污泥合成PHAs的效能产生了抑制作用。本研究在磁场作用下考察了活性污泥以两种不同类型的实际废液为碳源合成PHAs的情况。结果表明,以花生粕厌氧发酵产生的偶数碳VFAs为底物,PHAs的最高合成量可达污泥干重的36.57%;利用泔脚废油脂厌氧发酵产生的奇数碳VFAs为底物,PHAs的最高合成量为污泥干重的29.75%。16m T的磁场作用显著提高了单体PHV的合成效能。利用偶数碳VFAs为底物合成PHAs中PHV的最大占比为43.5%;利用奇数碳VFAs为底物合成PHAs中PHV的最大占比达到49.6%本研究引入磁场,利用磁生物效应提升限氮-活性污泥合成PHAs的效能,扩大了磁生物学在PHAs合成上的应用研究,也为活性污泥合成PHAs的效能优化提供了新思路。

关键词： PHAs 活性污泥混合菌磁生物效应限氮挥发性脂肪酸

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

A/O交替驯化活性污泥积累PHB的研究

环境科学与技术 2013年第11期36卷 40-43,88页

作者：刘长莉邢文慧王国影赵敏东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040

拟通过调整活性污泥在驯化过程中培养基内碳、氮、磷间比例及驯化模式,来提高活性污泥积累PHB的能力。以乙酸钠为碳源,在SBR内以A/O周期交替的循环驯化模式,逐级提高碳源浓度,限制氮源浓度,调整COD/N为10、20、50和125,人为地创造营养... 详细信息

拟通过调整活性污泥在驯化过程中培养基内碳、氮、磷间比例及驯化模式,来提高活性污泥积累PHB的能力。以乙酸钠为碳源,在SBR内以A/O周期交替的循环驯化模式,逐级提高碳源浓度,限制氮源浓度,调整COD/N为10、20、50和125,人为地创造营养不均衡来逐步提高活性污泥内PHB的含量。当COD/N=125时,菌群积累PHA能力最强,当COD逐步升高至1 200 mg/L,COD/N/P=1 200/9.6/30时,活性污泥中PHB积累量达到最大,达到细胞干重的64.2%。驯化过程中污泥内PHB积累量逐步提高,苏丹黑染色、Albert染色及透射电镜显示结果说明,逐步提高碳浓度限制氮浓度的驯化方式对活性污泥积累PHB有促进作用。

关键词：活性污泥限氮 PHB

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

活性污泥合成PHA的工艺条件优化

活性污泥合成PHA的工艺条件优化

作者：刘煜广州大学

学位级别：硕士

聚羟基烷酸酯（Polyhydroxyalkanoate,PHA）是微生物细胞内作为碳源、能源和还原性储能物质积累的一种天然的高分子聚合物。由于PHA可以完全生物降解和生物相容,已经被视为石油化工塑料的替代品,并引起的广大研究者的兴趣。目前,PHA的... 详细信息

聚羟基烷酸酯（Polyhydroxyalkanoate,PHA）是微生物细胞内作为碳源、能源和还原性储能物质积累的一种天然的高分子聚合物。由于PHA可以完全生物降解和生物相容,已经被视为石油化工塑料的替代品,并引起的广大研究者的兴趣。目前,PHA的生产成本仍然过高,无法与传统石油塑料竞争。为了使PHA能够商业化运用,利用活性污泥混合菌和废弃物发酵产生的挥发性脂肪酸（VFAs）作为底物来降低PHA的生产成本。利用活性污泥合成PHA的研究中,大多采用“好氧供料”的方法,使反应系统中溶解氧（DO）浓度保持在3mg/L以上,不利于节能。为了进一步降低合成PHA的生产成本,本试验利用厌氧-限氧的工艺,以乙酸钠为碳源,在营养均衡的条件下,探讨出合适的底物浓度和厌氧时间。为了提高活性污泥混合菌合成PHA的产量,对影响合成PHA的各种因素,如碳氮比、碳磷比、PH等进行考察,得出混合菌种合成PHA的最佳营养条件。为了减少PHA的生产成本,且有利于废弃物资源化和工业化生产PHA的要求,对活性污泥以固体废弃物发酵产生的挥发性脂肪酸为碳源合成PHA进行初步研究,得出活性污泥利用不同奇偶数碳VFAs合成PHA的含量变化及单体组分情况。经过试验得出以下结论:（1）在一定浓度范围内,PHA的产量随着底物浓度的升高而增加。底物浓度为800～1000mg/L时,是合成PHA的最佳的浓度范围,合成PHA的含量最大占污泥干重的20.52%。（2）限制氮源或磷源,均有助于活性污泥合成PHA。限制氮源和磷源两种方式都会对活性污泥混合菌合成PHA有促进作用,且限制氮源的效果更加明显。但是限制过多会造成污泥膨胀,系统崩溃的现象。当COD:N=150:1时,活性污泥合成PHA的含量最大,为污泥干重的50.39%;当COD:P=150:1时,活性污泥合成PHA的含量最大,为污泥干重的36%。考察不同PH条件下活性污泥合成PHA的情况,试验显示在不控制PH的条件下,活性污泥合成PHA的效果最佳,降低PH会抑制酶的活性或改变微生物的电负性,从而使PHA的合成受到抑制。（3）通过投加镁盐形成鸟粪石沉淀（MAP法）可以对发酵液中过量的氮磷进行去除与回收,以提高发酵液中的碳氮比。VFAs是合成PHA的良好底物,VFAs的类型决定PHA的单体组分的占比。（4）利用花生渣厌氧发酵产生的偶数碳VFAs合成PHA的最大含量为污泥干重的34.87%,其中PHB占比65%,PHV占比35%。利用泔脚废油脂产生奇数碳VFAs合成PHA的最大含量为污泥干重的25.24%,其中PHB占比50.58%,PHV占比49.42%。

关键词： PHA 底物浓度限氮限磷挥发性脂肪酸（VFAs）

莱茵衣藻遗传转化体系建立和铜胺氧化酶（AMXs）转基因藻株构建

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

莱茵衣藻遗传转化体系建立和铜胺氧化酶（AMXs）转基因藻株构建

作者：覃晓云海南大学

学位级别：硕士

氮限制培养是促进微藻脂质积累的最有效手段,具体机制尚不明确。我们前期研究表明,小球藻和莱茵衣藻细胞中脂质含量与铜胺氧化酶基因表达及酶活性呈正相关。因此我们认为铜胺氧化酶基因可能在调节微藻碳分配和脂类积累方面发挥关键作用... 详细信息

氮限制培养是促进微藻脂质积累的最有效手段,具体机制尚不明确。我们前期研究表明,小球藻和莱茵衣藻细胞中脂质含量与铜胺氧化酶基因表达及酶活性呈正相关。因此我们认为铜胺氧化酶基因可能在调节微藻碳分配和脂类积累方面发挥关键作用。莱茵衣藻是研究许多生物过程的模式生物,因此我们以莱茵衣藻为材料研究AMXs(铜胺氧化酶基因)在脂质积累过程中的作用。首先建立了根癌农杆菌介导的莱茵衣CC425遗传转化体系,然后通过超表达和CRISPR-Cas9技术构建AMXs突变株,分析AMXs在氮缺乏条件下对莱茵衣藻CC425脂质合成的影响。主要结果如下:1、建立了莱茵衣藻CC425遗传转化体系。首先筛选了头孢噻肟钠和潮霉素抗生素的最佳浓度。其次,比较了根癌农杆菌LBA 4404介导莱茵衣藻CC425转化的两种共培养方式(液体共培养方式和固体共培养方式)的转化效率。莱茵衣藻CC425与根癌农杆菌在液体TAP诱导培养基共培养5 d后,在含潮霉素(15μg/m L)和头孢噻肟钠(500μg/m L)的转化子固体培养基进行筛选,获得46.67±1.67个转化子/10个细胞。最后,研究并比较了首先经过TE裂解再进行PCR(两步法)和不经TE裂解直接进行PCR(一步法)的两种转化子鉴定方法的最佳反应条件和扩增效率。确定莱茵衣藻CC425转化子PCR快速检测的最佳条件为:高保真DNA聚合酶的扩增,细胞密度为5×10～5×10个/m L,TE沸水浴20min(两步法),或95℃预变性15 min(一步法),两步法直接PCR的扩增效率优于一步法,但后者反应步骤更简洁。2、成功通过PCR扩增获得莱茵衣藻CC425的AMXs的三个CDS全长序列。通过生物信息学分析发现,AMXs编码的氨基酸序列都具有其他物种中铜胺氧化酶的两个结构域,一个Cu＿amine＿oxid N2结构域和一个Cu＿amine＿oxid结构域,并且均含有铜胺氧化酶的活性位点“NYE/D”和铜离子结合相关的3个组氨酸残基。3、成功构建莱茵衣藻CC425的AMX1超表达载体,经过转化、抗性筛选和PCR鉴定获得Hpt阳性转化子。AMX1超表达藻株O16,O38和野生型藻株在缺氮条件下培养3 d后,细胞内中性脂质含量显著性高于野生型藻株,分别是野生型藻株的2.04和2.18倍。超表达藻株O16和O38的铜胺氧化酶活性和AMX1的基因表达水平显著高于野生型藻株,其中铜胺氧化酶活性分别是野生型藻株的3.60和2.57倍,而AMX1的基因表达水平别是野生型藻株的3.37和2.10倍。因此,推测AMX1可能在莱茵衣藻CC425限氮条件下油脂积累过程中起关键性作用。4、成功构建铜胺氧化酶基因编辑载体,经过转化、抗性筛选和PCR鉴定获得Hpt阳性转化子,并对这些转化子进行PCR扩增,送去生物公司进行高通量测序。

关键词：莱茵衣藻CC425 限氮遗传转化铜胺氧化酶超表达 CRISPR-Cas9

基于限氧段补料的活性污泥合成PHAs效能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于限氧段补料的活性污泥合成PHAs效能研究

作者：谢一涵广州大学

学位级别：硕士

聚羟基烷酸酯(PHAs)是性能与发展前景较好的生物塑料之一,传统的完全好氧PHAs合成工艺由于其运行周期内需要长时间保持3mg/L以上的溶解氧(DO),造成大量的能耗,基于此,课题采用厌氧-限氧(限氧段DO始终保持2mg/L以下)对活性污泥进行培养驯... 详细信息

聚羟基烷酸酯(PHAs)是性能与发展前景较好的生物塑料之一,传统的完全好氧PHAs合成工艺由于其运行周期内需要长时间保持3mg/L以上的溶解氧(DO),造成大量的能耗,基于此,课题采用厌氧-限氧(限氧段DO始终保持2mg/L以下)对活性污泥进行培养驯化,并在此基础上开展了限氧段补料实验,旨在实现有机固废资源化和PHAs的高效能合成。试验接种污水处理厂的剩余污泥,在厌氧-限氧工艺模式下分别以乙酸钠和丙酸钠作碳源,考察不同碳源类型对产PHAs菌群富集过程中的运行指标参数和PHAs合成情况的影响。随后针对传统厌氧-好氧模式下好氧段PHAs含量呈现单一下降趋势这一问题,围绕限氧段补料模式对PHAs合成工艺进行优化,探索两种污泥在一次补料和分批补料模式下耦合氮限制的PHAs最大化积累工艺条件,最后利用有机固废厌氧发酵液作为活性污泥合成PHAs的碳源底物,得出限氧段补料工艺结合实际有机固废发酵液的PHAs合成量,旨在为实现活性污泥利用废物流底物高效能合成PHAs工艺研究提供借鉴意义。结果表明经富集驯化后,污泥沉降性得到了明显改善,生物量得以增长,两种污泥厌氧释磷量分别达到了81.11mg/L和55.82mg/L,其出水磷含量在整个恢复进程中都保持了较低水平,说明乙酸/丙酸型碳源底物都能使污泥中的PAOs得到富集。乙酸型污泥和丙酸型污泥的最大PHAs含量PHAs分别为占细胞干重的23.9%、6.53%,且其单体组分分别以PHB和PHV为主。两种污泥经产PHAs合成菌的富集驯化后,菌群结构中Hydrogenovora、Dechloromonas、Zoogloea、Defluviicoccus、Thauera等菌属的丰度均有一定程度的上升,宏观上体现为PHAs合成能力、聚磷效果的提升和污泥沉降性能的改善。限氧段一次补料和分批补料均能使活性污泥在限氧段出现PHAs合成现象。且随着碳氮比例的提高,PHAs合成量呈现上升的趋势。限氧一次补料中,乙酸型污泥和丙酸型污泥在碳氮比为150的条件下,PHAs分别达到52.17%和27.03%;分批补料下PHAs积累量则是在碳氮比提高至100时达到最大,两种污泥PHAs分别达到42.04%和24.98%,同时,氮的限制不是越高越好,高碳氮比可能带来污泥膨胀等问题使污泥体系走向非稳态。乙酸型污泥利用花生粕厌氧发酵产生的偶数碳VFAs进行PHAs合成,运行周期内PHAs为34.22%,单体组分为PHB占比77%左右。丙酸型污泥利用泔脚废油脂厌氧发酵产生的奇数碳VFAs进行PHAs合成,运行周期内PHAs为13.57%,单体组分为PHV占比77%左右。

关键词：聚羟基烷酸酯(PHAs) 厌氧-限氧限氧段补料限氮挥发性脂肪酸(VFAs)

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

混合菌群合成聚羟基烷酸最佳工艺条件研究

混合菌群合成聚羟基烷酸最佳工艺条件研究

作者：田婷哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

聚羟基烷酸(PHA)是一种环境友好的可生物降解塑料,具有与化学合成塑料聚丙烯相似的性质,但是其具有生物降解性,因此是近年来研究的热点。传统PHA生产方法是利用纯培养菌种微生物发酵,原料成本高,较高的市场价格限制了PHA的大规模生产和... 详细信息

聚羟基烷酸(PHA)是一种环境友好的可生物降解塑料,具有与化学合成塑料聚丙烯相似的性质,但是其具有生物降解性,因此是近年来研究的热点。传统PHA生产方法是利用纯培养菌种微生物发酵,原料成本高,较高的市场价格限制了PHA的大规模生产和应用。利用活性污泥混合菌群从废水中回收PHA,不仅减少了废水处理过程中的污泥产量,还能降低PHA的成本。但是混合菌群合成PHA的产量比纯菌发酵法低,其产量的提高是降低成本的重要因素。因此对影响混合菌群生产PHA的各种因素,包括碳源、碳氮比、碳磷比、温度和pH值等进行深入系统的分析具有较高的研究价值。课题使用厌氧-好氧工艺在SBR反应器中驯化活性污泥,以乙酸钠作为底物,在保证营养均衡的条件下,考察底物浓度对PHA合成的影响,在一定范围内,PHA的产量随着碳源浓度的增加而增加,超出这个范围,PHA的产量不再增加有减少的趋势,最佳的COD浓度为800-1000mg/L。对应的COD污泥负荷为1.6-2kgCOD/kgMLSS·d;最大PHA合成比例占细胞干重20%。聚羟基烷酸(PHA)是微生物在不平衡营养条件下贮存的一种胞内聚合物,限磷和限氮两种方式均有助于活性污泥中的混合菌群合成PHA,研究考察了两种不同方式下活性污泥合成PHA的情况。实验结果表明,当C:N为125时,活性污泥中PHA的合成量达到细胞干重的59%;当C:P为750时,活性污泥积累的最大PHA含量占细胞干重的37%,说明限氮和限磷两种方式对活性污泥合成PHA均有很大影响,且限氮方式更有效。但限制营养元素过多会导致污泥膨胀。在不同的温度下,PHA的产量也有所不同,温度越高,细胞生长速度越快,但PHA的产量会降低。

关键词：聚羟基烷酸底物浓度限氮限磷温度